论文部分内容阅读
【摘 要】企业需要可持续发展，运营商如何面对高能耗提高到来的财务压力和社会压力？身处高科技移动通信行业，作为研发技术领先的设备供应商如何帮助运营商构建绿色TD-LTE网络致关重要。
【关键词】节能理念；建设；TD-LTE网络
前言
根据国际能源机构（IEA）的统计预测，2010年至2015年，全球能源消耗每年以超过2.5%的速度持续增长。许多电信企业上市公司年报及CRS中披露的数据显示，某些运营商在全国企业能耗排行榜中处于前几位。通信企业整体仍处于发展阶段，新型市场用户的增加以及发达市场带宽提升必然带来网络的扩容。宽带逐渐成为象水和电一样的生活必需品，也是国家的基础建设之一。以中国为例：在十二五期间，中国通信用户将超过13亿，全社会网络的基础建设投资将超过2万亿人民币，这些都将导致通信行业能源消耗大量增长。
一、新技术应用带来新效率
通信网络的能源消耗主题在接入网部分，包括无线接入站点和宽带接入点，移动运营商无线站点能源消耗通常占到整体能耗的70%以上，站点节能是绿色网运建设的第一步。
1.1采用新技术、降低功耗
功率放大器是基站发射单元的关键组成部分，也是消耗电能的重头，如何在保证其线性指标的前提下尽量减少能耗的产生，从而降低设备整机功耗？对于TDD系统来讲，功放器要求线性度到、可靠性好。传统的功放模块的效率能达到20%左右，采用高效率的功放技术，可以显著提高功放和整个RRU的效率，如采用Doherty功放技术，功放器的效率可以达到功放模块的效率，超过30%；如采用更先进的DPD+Doherty技术，功放效率可以进一步提高，达到30-40%，体现到RRU整机上，多通道RRU整机效率超过30%；单通道RRU整机效率超过35%，最大程度降低了系统功耗。
1.2采用智能调压技术，降低功耗，提高效率
目前功放漏极采用固定电压供电，功放器为了达到较高的输出功率，并保证输出线性度等指标，必须使用较高的漏极电压。而功放器输出功率较低时，同样采用较高的固定电压供电。功放器在输出功率较高时，效率较高；输出功率较低时，效率也较低。因此，当业务配置较第时，功放器的低效率将浪费很多能耗。
针对这种现象，采用可调电源模块，根据实时业务情况，对于不同输出功率加以动态调整工作电压，从而实现功放器供电电源的智能化管理。功放器输出功率较大时，给功放器供电的电压较大；当功放器输出功率下降时，通过降低功放器的供电电压提高功放效率，达到降压节能，提高功放效率的目的。
根据有关固定电压和调压方案测试实验数据，在功放器输出功率30W（机顶输出20W）情况下，功放器工作电源可以降低至20V，可以节约能耗近30W，节能效果明显。
采用可调电源，根据后台业务配置情况对功放器工作电压进行智能调控，在业务量大、满负荷情况下保证TD-LTE系统的正常使用；而在业务量少、低负荷情况下，动态降低功放器工作电压，在满足前向发射性能的同时，极大降低了功放器的能耗，达到基站系统节能的目的。
1.3采用功放时隙关断技术，做到设备能耗精细化管理
降低移动基站设备能耗的关键点之一是解决网络空闲的设备功能居高不下的问题，可利用系列化智能软件节电技术，根据网络负载状况动态调整设备攻耗，实现移动基站的绿色节能。
应用PA（功放器时隙）关断技术，TD-LTE小区处于低话务量时，部分时隙上的一些符号处于空载状态，此时可以通过将这些时隙上的符号关断来节约能源，PA关断功能在无业务占用时启动，当有新的业务接入时关闭的时隙则立即进入工作状态，不影响正常业务。
PA关断可以设置关断功能起用的时间段，一般在小区话务量持续比较低的夜间使用；也可以设置在那些具体的日期禁用这些功能，比如节假日，以保障节假日内用户的正常使用。
以支持20M带宽的RRU为例：采用PA关断技术，一天可以节约约3%的功耗。尤其是在小区话务量较少的时候，单站节省功耗约6W。（如图1）如果以数量庞大的移动TD-SCDMA基站，都采用PA关断技术的话，所节约的不仅是一个可观的能耗数字。
1.4提高设备的有效能耗比
必须有效提高资产的能源利用率，经常进行资产梳理，及时发现在运网络系统中存在的冗余设备，这些设备已经不再使用，但依然消耗能源，就必须将这些设备拆除之后进行再利用或销售处理。并且，还应该替换那些能源利用率底下的设备，并将现有的数据中心做为合理化项目的一部分整合进新的虚拟数据中心。最终的目标是尽量提高效率，用更少的成本提供更好的客户体验。
二、创新思路、拓宽网运建设“绿色”道路
如果说先进的技术迈出了TD-LTE网络绿色的第一步，那么TD-LTE设备工艺的革新和网络新架构的启用则将“绿色”工作从基站的一个点扩展到TD-LTE整网这个面。
2.1设备体积小易于灵活安装
采用TD-LTE进行网络部署的运营商，不少都拥有2G和3G的网络，对TD-LTE的基本要求就是体积小、功率大，尤其是对偏远地区，地形复杂，基站设备的运输和安装是大问题。因此要求设备体积小、易安装、功耗小、对配套备电的要求低，同时，灵活的安装方式不占用新的空间，自然也不会产生新的土建工程和站点租赁成本等费用。
2.2设备工作范围宽泛，适应性强
作为无线站点的重要组成部分，站点机房的节能已成为运营商关注的重点，据移动基站统计数据来看，在基站机房巨额的电费支出中，空调耗电约占49%。主要原因是现有基站站点通过空调将机房的室内温度维持在25℃-28℃之间，导致每年大部分时间站点的空调处于工作状态，这就要求TD-LTE RRU采用良好的热设计和宽温度范围器件，RRU长期适用工作范围-40℃-+55℃。能够满足大部分地区室外环境应用要求。
2.3创新新架构，开拓绿色网络建设未来
与芯片、单板等设备级的成本相比，站址、机房，日常运营所占成本比例往往超过60%，因此在无线架构层面，运营商需要新一代的无线网络解决方案。目前，有比较成熟的新一代无线接入网络解决方案C-RAN,旨在通过新型的无线接入架购，大幅降低运营商CAPEX、OPEX，实现节能降耗的目的。
基于C-RAN的无线网络架构可以实现“大容量、少局所”给运营商网络建设带来极大限度的节流，根据中国移动公司的实际部署情况，在已有的光纜管道资源上，只需少量新建管道和光缆，相比当前广泛应用的分布式基站，采用C-RAN架构可以有效节省接入网的CAPEX达约20%、OPEX达约63%，有效减少1/3工程建设周期。
先进的功放技术让元器件尽其所能，智能的软件让基站有了忙闲的时隙划分，良好的散热设计和宽范围温度区间让设备更加亲近自然，屏弃不必要的浪费是智能节电绿色网络“绿化”行动上的一小步，整个网络架构上的革新则是迈向绿色网络的一大步。
结束语
“绿色”网络是通信运营商在高运营成本的压力下既是被迫又是主动的选择，但在选取有关“绿色”技术和措施时，要根据实际情况慎重选择；因为，任何一项新技术的选取与应用，对通信运营商来说都是把双刃剑，决不能以牺牲网络的运营安全来换取有限的成本。因此，绿色网络的建设不仅是运营商的责任，更是其上游相关行业的共同责任。
【关键词】节能理念；建设；TD-LTE网络
前言
根据国际能源机构（IEA）的统计预测，2010年至2015年，全球能源消耗每年以超过2.5%的速度持续增长。许多电信企业上市公司年报及CRS中披露的数据显示，某些运营商在全国企业能耗排行榜中处于前几位。通信企业整体仍处于发展阶段，新型市场用户的增加以及发达市场带宽提升必然带来网络的扩容。宽带逐渐成为象水和电一样的生活必需品，也是国家的基础建设之一。以中国为例：在十二五期间，中国通信用户将超过13亿，全社会网络的基础建设投资将超过2万亿人民币，这些都将导致通信行业能源消耗大量增长。
一、新技术应用带来新效率
通信网络的能源消耗主题在接入网部分，包括无线接入站点和宽带接入点，移动运营商无线站点能源消耗通常占到整体能耗的70%以上，站点节能是绿色网运建设的第一步。
1.1采用新技术、降低功耗
功率放大器是基站发射单元的关键组成部分，也是消耗电能的重头，如何在保证其线性指标的前提下尽量减少能耗的产生，从而降低设备整机功耗？对于TDD系统来讲，功放器要求线性度到、可靠性好。传统的功放模块的效率能达到20%左右，采用高效率的功放技术，可以显著提高功放和整个RRU的效率，如采用Doherty功放技术，功放器的效率可以达到功放模块的效率，超过30%；如采用更先进的DPD+Doherty技术，功放效率可以进一步提高，达到30-40%，体现到RRU整机上，多通道RRU整机效率超过30%；单通道RRU整机效率超过35%，最大程度降低了系统功耗。
1.2采用智能调压技术，降低功耗，提高效率
目前功放漏极采用固定电压供电，功放器为了达到较高的输出功率，并保证输出线性度等指标，必须使用较高的漏极电压。而功放器输出功率较低时，同样采用较高的固定电压供电。功放器在输出功率较高时，效率较高；输出功率较低时，效率也较低。因此，当业务配置较第时，功放器的低效率将浪费很多能耗。
针对这种现象，采用可调电源模块，根据实时业务情况，对于不同输出功率加以动态调整工作电压，从而实现功放器供电电源的智能化管理。功放器输出功率较大时，给功放器供电的电压较大；当功放器输出功率下降时，通过降低功放器的供电电压提高功放效率，达到降压节能，提高功放效率的目的。
根据有关固定电压和调压方案测试实验数据，在功放器输出功率30W（机顶输出20W）情况下，功放器工作电源可以降低至20V，可以节约能耗近30W，节能效果明显。
采用可调电源，根据后台业务配置情况对功放器工作电压进行智能调控，在业务量大、满负荷情况下保证TD-LTE系统的正常使用；而在业务量少、低负荷情况下，动态降低功放器工作电压，在满足前向发射性能的同时，极大降低了功放器的能耗，达到基站系统节能的目的。
1.3采用功放时隙关断技术，做到设备能耗精细化管理
降低移动基站设备能耗的关键点之一是解决网络空闲的设备功能居高不下的问题，可利用系列化智能软件节电技术，根据网络负载状况动态调整设备攻耗，实现移动基站的绿色节能。
应用PA（功放器时隙）关断技术，TD-LTE小区处于低话务量时，部分时隙上的一些符号处于空载状态，此时可以通过将这些时隙上的符号关断来节约能源，PA关断功能在无业务占用时启动，当有新的业务接入时关闭的时隙则立即进入工作状态，不影响正常业务。
PA关断可以设置关断功能起用的时间段，一般在小区话务量持续比较低的夜间使用；也可以设置在那些具体的日期禁用这些功能，比如节假日，以保障节假日内用户的正常使用。
以支持20M带宽的RRU为例：采用PA关断技术，一天可以节约约3%的功耗。尤其是在小区话务量较少的时候，单站节省功耗约6W。（如图1）如果以数量庞大的移动TD-SCDMA基站，都采用PA关断技术的话，所节约的不仅是一个可观的能耗数字。
1.4提高设备的有效能耗比
必须有效提高资产的能源利用率，经常进行资产梳理，及时发现在运网络系统中存在的冗余设备，这些设备已经不再使用，但依然消耗能源，就必须将这些设备拆除之后进行再利用或销售处理。并且，还应该替换那些能源利用率底下的设备，并将现有的数据中心做为合理化项目的一部分整合进新的虚拟数据中心。最终的目标是尽量提高效率，用更少的成本提供更好的客户体验。
二、创新思路、拓宽网运建设“绿色”道路
如果说先进的技术迈出了TD-LTE网络绿色的第一步，那么TD-LTE设备工艺的革新和网络新架构的启用则将“绿色”工作从基站的一个点扩展到TD-LTE整网这个面。
2.1设备体积小易于灵活安装
采用TD-LTE进行网络部署的运营商，不少都拥有2G和3G的网络，对TD-LTE的基本要求就是体积小、功率大，尤其是对偏远地区，地形复杂，基站设备的运输和安装是大问题。因此要求设备体积小、易安装、功耗小、对配套备电的要求低，同时，灵活的安装方式不占用新的空间，自然也不会产生新的土建工程和站点租赁成本等费用。
2.2设备工作范围宽泛，适应性强
作为无线站点的重要组成部分，站点机房的节能已成为运营商关注的重点，据移动基站统计数据来看，在基站机房巨额的电费支出中，空调耗电约占49%。主要原因是现有基站站点通过空调将机房的室内温度维持在25℃-28℃之间，导致每年大部分时间站点的空调处于工作状态，这就要求TD-LTE RRU采用良好的热设计和宽温度范围器件，RRU长期适用工作范围-40℃-+55℃。能够满足大部分地区室外环境应用要求。
2.3创新新架构，开拓绿色网络建设未来
与芯片、单板等设备级的成本相比，站址、机房，日常运营所占成本比例往往超过60%，因此在无线架构层面，运营商需要新一代的无线网络解决方案。目前，有比较成熟的新一代无线接入网络解决方案C-RAN,旨在通过新型的无线接入架购，大幅降低运营商CAPEX、OPEX，实现节能降耗的目的。
基于C-RAN的无线网络架构可以实现“大容量、少局所”给运营商网络建设带来极大限度的节流，根据中国移动公司的实际部署情况，在已有的光纜管道资源上，只需少量新建管道和光缆，相比当前广泛应用的分布式基站，采用C-RAN架构可以有效节省接入网的CAPEX达约20%、OPEX达约63%，有效减少1/3工程建设周期。
先进的功放技术让元器件尽其所能，智能的软件让基站有了忙闲的时隙划分，良好的散热设计和宽范围温度区间让设备更加亲近自然，屏弃不必要的浪费是智能节电绿色网络“绿化”行动上的一小步，整个网络架构上的革新则是迈向绿色网络的一大步。
结束语
“绿色”网络是通信运营商在高运营成本的压力下既是被迫又是主动的选择，但在选取有关“绿色”技术和措施时，要根据实际情况慎重选择；因为，任何一项新技术的选取与应用，对通信运营商来说都是把双刃剑，决不能以牺牲网络的运营安全来换取有限的成本。因此，绿色网络的建设不仅是运营商的责任，更是其上游相关行业的共同责任。